南京长江第二大桥北汊大桥总体设计(1)
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桥梁悬臂施工法简介【摘要】】:改革开放以来,随着我国经济的发展和综合国力的增强,我国的建筑【摘要设备、建筑技术、建筑材料都有了飞速的发展,我国桥梁事业的发展也迎来了史无前例的高峰期。
悬臂施工法发明于50年代末,由于它具有技术含量高、设备投入少、施工方便等诸多优点,而且使得箱梁的应力和弯矩分布也更加合理,故悬臂施工法现已成为了各种大中桥梁建设的主要的施工工艺。
本文先简要地介绍了桥梁上部结构的几种施工方法,然后重点阐述了悬臂施工法,最后结合工程实例对悬臂施工法进行了进一步说明。
【关键词】桥梁施工悬臂施工法北汊大桥施工【正文】1桥梁施工方法桥梁施工是一项非常复杂和涉及面很广的工作,它要覆盖到土木、机械、气象、管理、计算机等多种科学领域,同时还与自然环境及人类活动密切相关,因而桥梁施工的方法也种类繁多。
另外,由于现代桥梁的类型越来越多、跨径越来越大、构件生产的预制化、结构设计方法的进步和机械设备的发展,也充分促进了桥梁施工方法的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。
但总的来说,桥梁的施工方法可以按下列两种方式进行划分:1.1总体划分1.1.1就地浇筑法在桥位处搭设支架,在支架上浇筑桥体混凝土,当混凝土达到一定强度后拆除模板、支架,这种桥梁施工方法称之为就地浇筑法。
就地浇筑法的优点是无需预制场地,而且不需要大型起吊、运输设备,梁体的主筋可不中断,桥梁整体性好。
其主要缺点是工期长,施工质量不容易控制;对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大;施工中的支架、模板耗用量大,施工费用高;搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。
1.1.2预制安装法预制安装法是在预制工厂或运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作,然后采用一定的架设方法进行安装的一种施工方法。
预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装,它分为预制、运输和安装三部分。
预制安装法的主要特点是:1)由于是工厂化生产,构件质量容易控制,有利于确保构件的质量和尺寸精度,并尽可能多的采用机械化施工;2)上下部结构可以平行作业,因而可缩短现场工期;3)能有效地利用劳动力,因而可以降低工程造价;4)由于施工速度快,可适用于紧急施工工程;5)将构件预制后由于要存放一段时间,因此在安装时已有一定龄期,可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。
南京长江第二大桥北汊大桥总体设计胡明义(中交第一公路勘察设计院)【摘要】南京长江第二大桥北汊大桥为预应力混凝土连续箱梁桥,主桥为90+3*165+90(m)的三向预应力变截面连续箱梁,全桥长2172m,本文介绍北汊大桥总体设计。
【关键词】南京长江二桥北汊桥总体设计一、概述南京长江第二大桥位于现南京长江大桥下游11km,是南京长江河段南北过境高速公路上的重要桥梁,目前正顺利进行上部构造悬浇施工,计划于2001年7月1日建成通车。
1.桥位南京长江第二大桥北汊大桥桥址所在八卦洲河道属长江下游南京河段,河道近于东西走向,桥址处河段为微弯分汊型,平面型态宽窄相间,北汊河道弯曲,长约21.7km,北汊大桥即位于北汊中段,北起大厂区张营村,南止八卦洲三道湾。
桥址处南、北岸均构筑了长江达标防洪堤,堤间距离 1287m,高程约 9.5m(黄海),主河槽宽近 1000m,北高南低,河床标高1.51~7.68m,深泓偏南,常水位时最大水深13.15m,北汊河道经多年整治、建堤,河势基本稳定。
北汊航道为扬子石化等"五大家族"专用航道,通行3000t船舶。
航道宽580~60 0m,中心位于 k14+750,桥轴线与北汊主流、航道正交,两端接线顺适均衡,总体配合良好。
2.水文北汊大桥水文计算分析成果:设计流量(300年一遇)22000m3/s设计水位 9.20m一般冲刷 4.36m局部冲刷主墩13.70m,过渡墩12.40m最大冲刷深度主墩 18.60m,过渡墩 16.76m建议施工水位 7.0m(频率1/15)3.气象南京属北亚热带向中亚热带过渡气候区,四季分明,冬冷夏热,温差较大,春季风和日丽,夏季炎热,雨量充沛,秋季秋高气爽,冬季天气晴朗,寒冷干燥。
桥址处江面以上 28m高,百年一遇 10min平均最大风速 34.4m/s。
4.地震、地质经桥址地震危险性分析,桥址使用期50年,超越概率10%,基岩地震水平加速度为0.0825 g,场地为Ⅲ类场地土。
浅析预应力混凝土连续梁桥的发展及设计流程一、研究概况及发展趋势预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。
由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。
60年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中,应用了逐跨架设法与顶推法;60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫(Bendorf)桥,采用了悬臂浇筑法。
随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、完善和推广应用,在跨度为40—200米范围内的桥梁中,连续梁桥逐步占据了主要地位。
目前,无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥,还是跨河大桥,预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势,成为优胜方案。
我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥,至今已有40多年的历史,比欧洲起步晚,但近对年来发展迅速,在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异,预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
近20年来,我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径90m 的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m 的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。
下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥。
我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥序号桥名主桥跨径(m)桥址1 南京长江二桥北汊桥90+165*3+90 江苏2 六库怒江大桥85+154+85 云南3 黄浦江奉浦大桥85+125*3+85 上海4 常德阮水大桥84+120*3+84 湖南5 东明黄河公路大桥75+120*7+75 山东6 风陵渡黄河大桥87*5+87+114*7+87 山西7 沙洋汉江大桥63+111*6+63 湖北8 珠江三桥80+110+80 广东二、生产需求状况虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展,然而与国际先进水平仍存在一定差距。
南京长江大桥的设计与建设南京长江大桥是中国著名的大型钢铁桥梁之一,也是当时世界上最长的两层桥,被誉为中国桥梁史上的重要里程碑。
它的设计与建设过程非常漫长,涉及了无数专家工程师的辛勤劳动和智慧,也经历了无数困难和挑战。
下面,本文将为大家详细介绍南京长江大桥的设计与建设。
一、设计南京长江大桥的设计可谓是前无古人后无来者。
它的总长4589.2米,跨度72米。
母线设计为连续刚桥,支座为橡胶支座和弹性液压支座结合的复合支座。
它的结构由桥塔、悬索索繩、上部广场和下部桥墩四个主要部分组成。
桥塔高325.5米,是目前全球最高的钢结构塔桥。
悬索索繩总长1092.5米,由3500股直径6.36毫米的高强度套发钢丝缆绳制成。
上部广场由正上方悬索索繩间的主梁、地铁车道桥和两个步行过道桥组成,下部桥墩共21个,高40.25米。
此外,为抵抗荷载及风压,南京长江大桥主塔与桥面的角度是1.25度,使驾驶车辆在穿过桥面时会有轻微的左右摆动。
南京长江大桥的设计采用创新的构造法。
在建设这座大桥之前,中国的钢铁桥梁一般都使用梁式桥或悬索桥。
然而,由于南京长江大桥所在的地理环境复杂,南京长江大桥是第一座采用连续刚桥结构设计的单塔双层钢梁桥。
这种结构设计在桥墩数量和桥塔高度方面都比传统的悬索桥结构更加优越。
同时,长江三角洲地区常常受到强风的威胁,而连续刚桥结构能够更好地抵御风压力和风荷载。
二、建设南京长江大桥的建设可谓是一项巨大的工程。
建设过程中,无数工程师和工人们兢兢业业、日以继夜地工作,以保证工程质量、工期和安全。
建设南京长江大桥的主要问题是江面范围广,水流湍急,薄弱地基问题严重,渡船和货轮来来往往,对桥梁建设造成了很大的阻碍。
钢材一直是南京长江大桥建设的难题之一。
当时,中国尚未具备大跨度钢桥的建设经验和施工设备,并且在这个时期,国外要进口外国钢材也相当困难。
因此,南京长江大桥的建设完全依靠国内厂家制造。
中共中央、国务院认为这是一个必要的重大决策,决定提供大量财政资金支持,提高国内钢材供应和生产和管理水平。
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现代施工技术梁桥悬浇法施工大跨径连续箱梁桥悬臂浇筑法施工1.大跨径连续梁桥悬臂施工大跨径连续梁桥悬臂施工悬臂施工分为:悬臂浇筑(悬浇)和悬臂拼装(悬臂施工分为:悬臂浇筑(悬浇)和悬臂拼装(悬拼)。
悬浇法是当桥墩浇筑到顶后,悬浇法是当桥墩浇筑到顶后,在墩顶安装脚手钢桁架并向两侧伸出悬臂以供垂吊挂篮,对称浇筑砼。
并向两侧伸出悬臂以供垂吊挂篮,对称浇筑砼。
悬拼法是将逐段分成预制块件进行拼装,穿束张拉,悬拼法是将逐段分成预制块件进行拼装,穿束张拉,自成悬臂。
自成悬臂。
悬臂施工适用大跨径预应力箱形截面的连续梁、悬臂施工适用大跨径预应力箱形截面的连续梁、悬臂形刚构等桥型施工,梁、T形刚构等桥型施工,对桥下的通航干扰小,充分利形刚构等桥型施工对桥下的通航干扰小,用预应力砼的抗拉和承受负弯矩的特性。
用预应力砼的抗拉和承受负弯矩的特性。
1-墩顶梁段 2-悬浇部分 3-边孔支架现浇部分 4-合拢段部分墩顶梁段悬浇部分边孔支架现浇部分合拢段部分2.悬臂浇筑法施工悬臂浇筑法施工悬浇时,由墩顶段(块开始,分段两侧对称浇筑。
悬浇时,由墩顶段(0#块)开始,分段两侧对称浇筑。
采用悬浇时必须考虑施工期间的结构稳定性,采用悬浇时必须考虑施工期间的结构稳定性,如0号墩号墩施工时,在桥墩两侧加设临时支承或支墩,施工时,在桥墩两侧加设临时支承或支墩,将0号块临时号块临时支承于托架两侧,临时支承采用硫磺水泥砂浆块、支承于托架两侧,临时支承采用硫磺水泥砂浆块、砂筒或砼块,以便结构体系转换时,释放临时固定设施。
砼块,以便结构体系转换时,释放临时固定设施。
挂篮是悬臂浇筑法施工的主要设备。
挂篮由主桁架、挂篮是悬臂浇筑法施工的主要设备。
挂篮由主桁架、悬吊系与平衡重、行走系统、工作平台和底模组成。
悬吊系与平衡重、行走系统、工作平台和底模组成。
1 绪论1.1 概述1.1.1 简支梁桥概述由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。
属于静定结构。
是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。
其构造简单,架设方便,结构内力不受地基变形,温度改变的影响。
1.1.2 简支梁桥受力特点简支梁桥是静定结构,其各跨独立受力。
桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型:1) 简支板桥。
简支板桥主要用于小跨度桥梁。
按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥;装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。
按其横截面形式主要分为实心板和空心板。
根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图,通常每块预制板宽为1.0m,实心板的跨径范围为1.5-8.0m,主要采用钢筋混凝土材料;钢筋混凝土空心板的跨径范围为6—13m;而预应力混凝土空心板的跨径范围为8-16m。
2)肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。
简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。
中小跨径在8-12m时,采用钢筋混凝土简支梁桥;跨径在20-50m时,多采用预应力混凝土简支梁桥。
在我国使用最多的简支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。
3)箱形简支梁桥。
箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。
尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥。
1.1.3 预应力混凝土简支梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门,1966 年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥――旧庄河桥,跨24m+48m+24m。
第一座预应力混凝土连续梁桥是1975 年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥,跨度26.7m+40.7m+26.7m。
1979 年9 月建成兰州黄河桥(47m+3×70m+47m)为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥,进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。
此后,相继建成湖北沙洋汉江公路桥,云南怒江桥,台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。
南京长江大桥设计与施工方案简介南京长江大桥是中国一座著名的公路和铁路双层复式桥梁,位于江苏省南京市,是连接南京市区和南京江北新区的重要交通枢纽。
本文将详细介绍南京长江大桥的设计原理、施工过程和相关工程技术。
设计原理南京长江大桥采用了双塔单索面结构,主要由两座主塔、主梁和索面组成。
设计目标是保证足够的承载力和刚度,同时兼顾美观和航道通行要求。
具体设计原理如下:主塔设计主塔是支撑整个桥梁结构的关键部分,需要考虑承载力、稳定性和抗风性能。
主塔选用了高强度钢筋混凝土材料,并使用斜向加固结构增加稳定性。
此外,还设置了防风挡板来降低风载效应。
主梁设计主梁作为负责传递荷载的部分,需要具备足够的强度和刚度。
为了减小自重对荷载产生的影响,主梁采用了空腹箱形截面设计。
在施工过程中,主梁要经过严格的预应力张拉和调整工序,确保其达到设计要求。
索面设计索面起到承载桥梁自重和外部荷载的作用。
为了满足南京长江大桥的跨度要求,采用了双索受力结构。
索面选用高强度钢丝进行制作,并通过精确计算确定索距和张力。
施工过程南京长江大桥的施工过程可以分为以下几个主要阶段:桩基施工首先需要进行桥墩的基础建设,这包括打桩、灌注浆液和钻孔注浆等工序。
通过这些施工步骤,确保桥墩与地基之间有足够的稳定性和连接性。
主塔施工主塔是整座大桥最显著的部分之一,也是施工过程中最具挑战性的环节之一。
主塔的建设需要借助大型起重机械、模板支撑系统等辅助设备进行。
首先是混凝土浇筑、养护和消模等工序,然后进行加固和施工条匹配等作业。
主梁安装主塔完工后,需要进行主梁的制作和安装。
主梁的制作一般在临时码头或施工场地进行,通过模块化工艺逐段组装。
随后将主梁运至预埋好的支座上进行精确定位和固定。
索面张拉和调整完成主梁安装后,需要对索面进行张拉和调整。
首先是根据设计要求在主塔之间架设张拉龙门架,并使用液压系统逐段张拉索面。
完成张拉后,还需要进行索距调整等工序。
工程技术应用南京长江大桥在设计与施工过程中应用了许多重要的工程技术,包括但不限于:•结构分析与计算:利用有限元分析方法对桥梁结构进行计算和评估。
南京长江二桥628m跨钢箱梁斜拉桥的关键施工工艺(一)南京长江二桥是一座跨越长江的斜拉桥,全长6840米,主跨628米,是世界上少数几座跨越长江的大型斜拉桥之一。
其中,628米的主跨是南京市市区内长江上第一座跨径超过600米的桥梁,也是全球少有的跨径超过600米、并且采用钢箱梁斜拉桥结构的桥梁。
在南京长江二桥建设期间,该桥的建设团队采用了一系列关键的工艺施工方案,保证了桥梁的高质量建设。
1. 钢箱梁制段施工工艺作为斜拉桥结构中的重要组成部分,南京长江二桥主跨采用的钢箱梁施工工艺非常关键。
在工程建设初期,团队采用了将吊装机械以及材料、区段装配、焊接设备集中在两侧桥台同时施工的方法,保证了整个施工期的进度与质量。
在该工艺的施工模式下,整个桥梁的各个构件可以分批次完成生产、运输、现场拼装和吊装,最终组装成主跨结构。
2. 钢箱梁吊装工艺钢箱梁的吊装作业是整个工程的一大难点。
在南京长江二桥的施工过程中,工作人员采用了吊装计算机辅助控制系统以及自动制模、自动调模、自动翻模等全套智能化技术。
这些先进技术可以准确地测量各个构件的位置,根据模拟算法,计算出整个工序中的每一个方案,并实时监测吊装过程中可能发生的问题,保证了吊装的安全性和准确度。
3. 斜拉索锚固工艺南京长江二桥斜拉索锚固处于高空和窄缝状态,加上斜拉索的高度和重量巨大,给斜拉索锚固工艺施工带来了极大的难度。
在施工过程中,工程建设团队采用了先制作再吊装的方法,先将斜拉索预制好的桩座吊放到构架上,然后调整斜拉索预应力,最后在现场进行锚固施工。
这种方式不仅保证了施工的安全性,还保证了斜拉索锚固的精度。
4. 桥墩环框制作工艺南京长江二桥的桥墩环框结构相对比较特殊,特别是在自锚式钢筋收敛桩的基础上,设置了变截面的拐角形车架,其施工难度极大。
为此,工程建设团队在施工过程中采取了利用旋转支座,对传统的桥墩模板进行改良,并使用特殊材料进行制作和安装的方法。
这种工艺可以迅速准确及时地实现环境的转换,降低施工难度,并给整个工程的高效进展保驾护航。
南京长江第二大桥
南京长江第二大桥位于南京长江大桥下游11公里处,由南汊桥、八卦洲(长江中第三大岛)公路连接线、北汊桥"二桥一路"组成,全长12.517公里.南京长江二桥于1997年10月6日开工建设,于2001年3月18日交工验收.整个工程静态投资概算为33.5亿元.其中,南汊大桥为钢箱梁斜拉桥,主跨径628米,桥长2938米,是南京长江二桥的关键性和标志性项目.是继日本多多罗大桥、法国诺曼蒂大桥之后世界第三大桥.2000年7月9日,南汊大桥合龙.北汊大桥为预应力连续梁桥,主跨径165米,桥长2212米,桥面宽32米,居国内领先水平.公路连接线长16.027公里(南岸6.754公里、八卦洲5.698公里、北岸3.575公里),全线采用6车道高速公路标准.。
长江大桥的物理结构分析与设计长江大桥是中国著名的大型桥梁工程,也是目前世界上规模最大的钢桁梁桥之一。
它位于中国重要的经济中心城市-南京市,是连接南北一条重要通道,极具经济意义。
本文将从物理结构分析与设计的角度来探究长江大桥的建造过程和主要技术。
一、长江大桥的设计概述设计中,长江大桥分为南北两座桥,分别连接南京市的江北和江南两个区域,全长约8公里。
桥梁主要由桥塔、钢桥梁、桥墩等结构组成。
其中,一座桥梁包含两座主跨和多座次跨。
整座大桥的设计采用了中国传统文化中“双龙戏珠”的设计模式,十分精美。
二、桥梁主体结构1.桥梁塔桥梁塔是长江大桥的主要支撑结构,塔高约217米。
为了保证桥梁的支撑力,设计中采用了C形截面的塔柱结构,外形优美大方。
同时,在设计时还充分考虑了多种力的作用,使得塔柱的强度得以充分保障。
塔柱还具有承载卫星导航天线和光纤通讯设施等其他功能。
2.桥梁主跨结构桥梁主跨包括了龙门式钢桥梁和其上的桥面板,是整个桥梁的重要地方。
设计中,利用了大跨度钢结构设计和现代计算机技术,来优化这一结构。
钢桥梁主桁采用了箱形截面,大跨度设计到达了约308米。
此外,桥梁主跨的桥面板还需要保证充足的承载能力和抗震性能,采用了全面受力分析的方案,保证了这一要求。
3.桥墩结构桥墩主要作为桥梁的支撑结构,必须保证稳定可靠。
设计中,桥墩对每个桥墩的土层情况进行了详细地地勘查,考虑到了不同河段的河水涨落情况以及风压大小等因素,使得桥墩的设计满足了稳扎稳打的要求。
同时,桥墩的美观性也成为了设计的重要因素。
三、设计过程和技术特点1.工程量大因为桥梁的总长度较长,而且需要考虑抗震性和承载能力等多个因素,因此一个完整的工程需要投入大量的时间和人力。
2.科技含量较高长江大桥的建造需要用到现代高科技设备和技术,如钢结构技术、计算机分析技术等。
同时,这座大桥的设计,还要考虑到环保等因素。
3.多学科交叉融合长江大桥的建设需要跨越地理、材料、结构、施工、环境等多方面领域。
王矍焦丕北汊大桥大直径深水钻孔桩桩基施工刘香云袁世超(河南宏达路桥建设有限公司,河南郑州450052)∥偏南”父直径深水套孑矗的施工:因其难度较高、贝脸大而存在其特殊.巨的二‘高7,在太妻具体问题具磊:&并:?妊o ;预矗辜菇≥。
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通过严格控制泥浆指标、钻进速度,合理控制水头赢魔,是可以防止和避免塌孔事故的;通过时穿孔洞浆,:j 。
等事故的处理,探索和积累经验,培养和锻炼了队伍,提高了队伍整洚索质。
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:.?声√州/,疹南京长江第二大桥桥位处的长江被八卦洲分为南、北两汊,北汉地形总体上倾向于长江,地面高程2.59—729m ,桥位处水面宽955m ,河床地形微向南倾,平均坡度<10深泓靠近南侧,最大水深1315m 。
北汉大桥全长为2172m ,桥面宽32m ,中央分隔带为15m ,主桥为90+3。
165+90m 五跨变截面PC 连续箱梁,主墩基础采用18根●2.B m 的钻孔灌注旺。
1水文.地质概况水文:该河段位于下游感潮区,以雨洪径流为主,同时受潮汐影响,每年5—10月为汛期,洪峰出现在6—8月。
—般冲刷436m ,主竭女局部冲届91370m ,最大冲届酆;R 度18.06m 。
工程地质:覆盖层为冲积层,主要为粉细砂、淤泥质亚粘土和亚粘土,岩层为沉积岩,主要为泥岩、粉砂钙质岩及砂岩,岩层中有少量裂隙水存在。
桥使不良地质为软土和可液化砂土,桩进入覆盖层深度约33m ,进入全风化岩深度为35m ,嵌入.微风化层9.65m 02钻机与泥浆由于覆盖层较厚,嵌岩较深,经比较分析,选用了K P 3500型全液压转盘式钻机,其主要技术参数见表1表l-赢童毫音曩3,■t 日一"缸1I■■811l i l t怫5.F ●.1《曩)蟹t 曩●(rPm m ;,(≮W )e托寸.,1,t 勰鼻啪■拜■力储桃矗t 琦事(m J{¨)∞2强符(m 日)f kW )●戈皇董m量走■压力鲫主氨舟●主扼l I《州-I II 蚋J(坩)啪盯f 1)l 此筋彻性能优良,在钻孔施工中较好地完成了施工任务。
南京长江第二大桥北汊大桥总体设计
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摘要:南京长江第二大桥北汊大桥为预应力混凝土连续箱梁桥,主桥为903*16590(m)的三向预应力变截面连续箱梁,全桥长2172m,本文介绍北汊大桥总体设计。
关键词:南京长江二桥北汊桥总体设计
一、概述
南京长江第二大桥位于现南京长江大桥下游11km,是南京长江河段南北过境高速公路上的重要桥梁,目前正顺利进行上部构造悬浇施工,计划于XX年7月1日建成通车。
1.桥位
南京长江第二大桥北汊大桥桥址所在八卦洲河道属长江下游南京河段,河道近于东西走向,桥址处河段为微弯分汊型,平面型态宽窄相间,北汊河道弯曲,长约,北汊大桥即位于北汊中段,北起大厂区张营村,南止八卦洲三道湾。
桥址处南、北岸均构筑了长江达标防洪堤,堤间距离1287m,高程约(黄海),主河槽宽近1000m,北高南低,河床标高~,深泓偏南,常水位时最大水深,北汊河道经多年整治、建堤,河势基本稳定。
北汊航道为扬子石化等"五大家族"专用航道,通行3000t船舶。
航道宽580~600m,中心位于k14750,桥轴线与北汊主流、航道正交,两端接线顺适均衡,总体配合
良好。
2.水文
北汊大桥水文计算分析成果:
设计流量(300年一遇)2XXm3/s
设计水位
设计流速/s
一般冲刷
局部冲刷主墩,过渡墩12.40m
最大冲刷深度主墩,过渡墩
建议施工水位(频率1/15)
3.气象
南京属北亚热带向中亚热带过渡气候区,四季分明,冬冷夏热,温差较大,春季风和日丽,夏季炎热,雨量充沛,秋季秋高气爽,冬季天气晴朗,寒冷干燥。
桥址处江面以上28m高,百年一遇10min平均最大风速/s。
4.地震、地质
经桥址地震危险性分析,桥址使用期50年,超越概率10%,基岩地震水平加速度为,场地为Ⅲ类场地土。
桥址主河槽及两岸漫滩广泛分布第四系覆盖层,其厚度在河槽中约28~38m,岩性以粉细砂为主,零星分布淤泥质亚粘土、亚沙土和薄层亚粘土;两岸漫摊分布连续性较差,
厚度5m左右,以亚粘土为主,其次为淤泥质亚粘土、亚砂土和细砂。
其下分布约lm厚的含卵砾石及砾砂直接覆盖于下伏基岩之上。
桥址区下伏基岩属白垩系上统浦口组综红色泥岩、钙质泥岩及粉砂岩,岩石层理发育,相变及尖灭频繁,由于组成岩石的矿物成分和胶结程序不同。
岩体物理力学性质差异较大。
二、主要技求指标
按六车道高速公路特大桥设计:
设计行车速度100km/h
桥梁宽度32m
设计荷载汽车-超20级,挂车-120
设计风速/s
地震基本烈度Ⅶ度
船舶撞击荷载顺水流方向XX0kN,横水流方向10000kN 通航净空净宽≥125m,净高18m
设计最高通航水位
设计最低通航水位-0.4lm(通航保证率99%)
设计洪水频率1/300
桥梁最大纵坡不大于3%
三、桥梁总体设计
1.总体设计原则
综合考虑桥址地形、地物、水文、地质、通航,以及技
术经济、美学和结构受力要求,尽量做到技术先进、经济合理、造型美观、施工方便可行,使用安全耐久,以期达到总体安全、适用、经济合理之目的。
具体操作中,对于主桥侧重于先进性、引桥则侧重于经济往来进行桥型方案选择及桥孔布设。
2.桥型方案及总体布置
桥跨总体布置中,重点考虑下述因素:
·两岸均已建成长江南京河段达标大堤,为堤防安全,应避开大堤设墩,并留以足够的安全距离,确保施工及运营期大堤安全。
·考虑北汊航道航迹及其中心位置,尽可能使主桥中心与航道中心一致,并使主桥通航桥孔覆盖航迹范围,主桥不少于两个通航孔,从利于通航和美学考虑,布置了三孔通航孔。
·尽量减少深水基础,以缩短工期、节省投资。
·主桥边中跨比大小,既考虑结构合理受力,也考虑方便施工。
考虑到一座大跨经PC连续梁或连续刚构在边路近边支点梁段裂缝的经验教训,本桥主桥设计中,适当减小了边孔跨径,降低边、中跨径比,以期尽量减小边跨主拉应力,避免裂缝产生,并有利于施工。
·桥址下伏基岩埋深不大,岩面平整。
·漫滩中引桥适当采用稍大的跨径,这一跨径应能跨越
两岸江堤,堤内引桥则以经济跨径布设。
·按照软土路基允许最大填土高度要求,桥头路堤填土高控制在5m以内。
综合考虑上述诸因素,在初步设计和技术设计阶段,主桥拟定了903*16590m和105+3*180+105m两种跨径组合的预应力变截面连续箱梁和连续刚构方案进行了同深度的技术经济比较。
结果认为,主孔165m的布孔方案已基本覆盖了航迹范围,满足通航及防洪要求,且大跨径预应力混凝土连续箱梁结构整体性能良好,刚度大,变形小,行车舒适,断面抗扭刚度大,抗震性能好,主墩刚度相对较大,抵抗航舶撞击能力较强,全桥型线简洁大方,施工难度不大,养护维修方便,造价适度,经专家审查和交通部批准,同意北汊主桥采用主跨165m的五跨预应力混凝土连续箱梁方案。
最终北汊大桥桥跨总体布设方案为:
主桥9()+3X165m+90in=675m等截面预应力混凝土连续箱梁桥
北引桥35m+16*30m+5*50m=733.5m等截面预应力混凝土连续箱梁桥
南引桥5*50m+17*30m+=763.5m等截面预应力混凝土连续箱梁桥
全桥长2172m。
主桥桥面标高,按两次边孔在最高通航水位以上留有通
航净高18m考虑,桥面以主桥中心对称设置2.957%的双向纵坡,并没半径16000m的凸型竖曲线,为改善大桥景观,展示大桥结构造型美感,在大桥南、北引桥分别设置了半径为8000m和4136m的平曲线。
3.主桥
(l)主梁截面形式及其构造
大跨度PC连续梁桥上部构造结构自量占设计荷载的比重,随着跨度的增加而增大,在保证结构刚度的前提下,尽可能地减轻上部结构自重、并获得较大的截面有效承载力,是其断面设计首先考虑的问题。
为此,桥梁结构横断面布置,将六车道桥梁布置成上、下行分离的大悬臂三向预应力单箱单室断面,用顶板的横向预应力和腹板内竖向预应力筋来解决顶板受力及主梁腹板抗剪问题,采用大吨位预应力体系及其合理布设.避免因布束增加顶、底板面积和齿板构造。
这样的三向预应力单箱单室断面,具有抗扭刚度大,截面效率高、动力性能良好等优点,并能有效地减轻上部构造自重和减小下部结构构造尺寸,节省材料。
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